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Rust入门开发之Rust 循环语法详解

news 2025/10/31 12:21:00

Rust 循环语法详解：高效控制重复执行流程

循环是编程语言中实现代码重复执行的核心机制，Rust 提供了三种循环结构：loop（无限循环）、while（条件循环）和 for（迭代循环）。这些循环不仅能满足基本的重复执行需求，还结合了 Rust 的所有权和类型系统特性，确保循环过程中的内存安全。本文将详细介绍这三种循环的语法、用法及适用场景，并通过代码示例展示其实际应用。

一、`loop`：无限循环与灵活控制

loop 是 Rust 中最基础的循环结构，它会无限次重复执行代码块，直到显式通过 break 终止。这种循环适合需要“无限重试”或“手动控制终止时机”的场景。

基本语法

loop {// 循环体：重复执行的代码if 终止条件 {break; // 满足条件时退出循环}
}

核心特性

无限执行：若不使用 break，loop 会永远运行（死循环）。
返回值：break 可以携带一个返回值，该值会成为 loop 表达式的结果。
嵌套循环：可通过标签（'label: loop { ... }）控制外层循环的终止。

代码示例：基础用法与返回值

fn main() {let mut count = 0;// 基础 loop 循环，通过 break 终止loop {count += 1;println!("计数：{}", count);if count >= 3 {break; // 计数到 3 时退出}}// 输出：// 计数：1// 计数：2// 计数：3// loop 作为表达式返回值let result = loop {count -= 1;if count == 0 {break "计数归零"; // 返回字符串}};println!("结果：{}", result); // 输出：结果：计数归零
}

代码示例：嵌套循环与标签控制

fn main() {let mut outer = 0;// 外层循环添加标签 'outer'outer: loop {let mut inner = 0;outer += 1;loop {inner += 1;println!("外层：{}, 内层：{}", outer, inner);if inner >= 2 {break; // 只退出内层循环}if outer >= 2 {break 'outer; // 通过标签退出外层循环}}}// 输出：// 外层：1, 内层：1// 外层：1, 内层：2// 外层：2, 内层：1
}

二、`while`：条件满足时循环

while 循环会在每次执行前检查条件表达式，当条件为 true 时执行循环体，否则退出。这种循环适合“条件未知”或“条件动态变化”的场景（如等待某个状态改变）。

基本语法

while 条件表达式 {// 条件为 true 时执行的代码
}

核心特性

先判断后执行：首次条件为 false 时，循环体一次都不会执行。
条件必须为布尔值：与 if 类似，Rust 不允许非布尔值自动转换为条件（如 while 0 是错误的）。
可替代 loop + if + break：简单条件下比 loop 更简洁。

代码示例：基础用法

fn main() {let mut number = 3;// 当 number > 0 时循环while number > 0 {println!("{}!", number);number -= 1;}println!("发射!");// 输出：// 3!// 2!// 1!// 发射!
}

代码示例：动态条件控制

use rand::Rng; // 需要在 Cargo.toml 中添加 rand 依赖fn main() {let mut rng = rand::thread_rng();let target = rng.gen_range(1..=10); // 生成 1-10 的随机数let mut guess = 0;// 循环直到猜对目标数字while guess != target {guess = rng.gen_range(1..=10);println!("猜测：{}", guess);}println!("猜对了！目标是：{}", target);// 输出（示例）：// 猜测：5// 猜测：3// 猜测：7// 猜对了！目标是：7
}

三、`for`：迭代器上的循环（最常用）

for 循环是 Rust 中最常用的循环结构，它通过迭代器（iterator）遍历集合中的元素（如数组、范围、向量等），无需手动控制索引，安全性和简洁性都更优。

基本语法

for 元素变量 in 迭代器 {// 对每个元素执行的代码
}

核心特性

无需手动管理索引：避免因索引越界导致的错误（相比其他语言的 for (i=0; i<len; i++) 更安全）。
支持多种迭代器：可遍历范围（1..10）、数组（[1,2,3]）、向量（Vec）、字符串等所有实现了 IntoIterator trait 的类型。
所有权控制：通过 & 可获取元素的引用（避免所有权转移），通过 &mut 可获取可变引用。

代码示例：遍历范围

fn main() {// 遍历左闭右开范围（1 到 4，不含 5）for i in 1..5 {print!("{} ", i);}println!(); // 输出：1 2 3 4// 遍历全闭范围（含 5）for i in 1..=5 {print!("{} ", i);}println!(); // 输出：1 2 3 4 5
}

代码示例：遍历数组与向量

fn main() {let fruits = ["苹果", "香蕉", "橙子"];// 遍历数组（获取元素的所有权，数组元素为 Copy 类型时可行）for fruit in fruits {println!("水果：{}", fruit);}let mut numbers = vec![10, 20, 30]; // 向量（动态数组）// 遍历向量的可变引用（修改元素）for num in &mut numbers {*num += 5; // 解引用以修改值}println!("修改后的向量：{:?}", numbers); // 输出：修改后的向量：[15, 25, 35]
}

代码示例：遍历字符串（字符或字节）

fn main() {let s = "Rust 语言";// 遍历 Unicode 字符（chars() 方法）println!("字符遍历：");for c in s.chars() {print!("{} ", c);}// 输出：字符遍历：R u s t   语 言// 遍历字节（bytes() 方法，注意：非 ASCII 字符会被拆分为多个字节）println!("\n字节遍历：");for b in s.bytes() {print!("{} ", b);}// 输出：字节遍历：82 117 115 116 32 232 175 149 232 168 128
}

四、三种循环的对比与选择

循环类型	适用场景	优势	注意事项
`loop`	无限循环、需要返回值、手动控制终止时机	最灵活，支持返回值和标签控制	必须手动添加 `break`，否则会死循环
`while`	条件动态变化、需要先判断后执行	适合未知循环次数的场景，逻辑直观	需手动维护循环变量（如计数器），可能出错
`for`	遍历集合（数组、向量、范围等）	无需管理索引，安全简洁，是 Rust 推荐方式	依赖迭代器，非迭代场景不适用